1.5 LAN 카드와 LAN 케이블

1.5.1 LAN 카드

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LAN(Local Area Network) 카드 또는 NIC(Network Interface Card) 라고 불리는 장비는 컴퓨터 내부의 데이타를 네트워크의 전송로에 전기신호로 변화 송수신하는 장치이다. OSI 7 계층 모델에서 제 1계층(물리 계층)과 제 2계층(물리 계층)에 속함을 "1.2 프로토콜"에서 언급된 바 있다.

 

접속되는 케이블의 종류에 따라 그 인터페이스가 일치해야 한다. 아래 그림은 UTP 케이블이 접속되는 LAN 카드 그림이다. 요즘은 PC의 메인보드에 내장되어 이러한 장치를 직접 사서 쓰는 경우는 드물다.

네트워크 카드(UTP 케이블용)

 

위에서 보면 랜 카드의 인터페이스의 형태가 RJ45잭(모듈러 잭)이며 이것은 UTP 케이블에 RJ45잭을 연결한 후 이 장치와 연결되게 됨을 볼 수 있다.

 

여기서 MDI라는 것을 알고 넘어가자면 MDI는 Medium Dependent Interface의 약자로서 연결 선로에 따른 랜카드의 인터페이스 형태 변화를 의미한다. 만일 동축케이블이 사용되면 위 인터페이스는 동축케이블이 연결되는 구조로 바뀌게 될 것이다.

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1.5.2 케이블

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통신망의 주체인 노드들을 연결하는 연결 매체이다. 통신 데이터의 신호 처리 방식에 따라 다음과 같이 구분된다.

Baseband 방식

디지털 신호를 전송하기 위하여 전송선의 전체 대역폭을 단일의 고속 채널로 사용한다. 따라서 신호들을 다중화 하기 위해서는 시분할 다중화 방식이 사용된다.

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Broadband 방식

아날로그 전송방식으로 전송선의 전체 대역폭을 여러 개의 서브채널로 나누어 다양한 종류의 데이터를 동시에 전송 할 수 있다. 데이터의 다중화에는 주파수 분할 다중화 방식이 사용된다.

또다른 구분은 컴퓨터 네트워크에 사용되는 케이블은 크게 세 가지 종류가 있다. 전통적인 이더넷이나 토큰 버스 등에 사용되던 동축케이블, 주로 허브와 함께 사용되는 꼬임선 그리고 광대역의 백본에 사용되는 광케이블이 있다.

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(1) 동축케이블

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◆ 10 BASE 5

굵은 동축케이블로 thick cable 이라고 하며, 전송속도 10 Mbps와 최장거리가 500m가 가능하다. 안전성 있는 데이터 전송과 긴 전송 거리를 보장하므로 잡음이 많거나 규모가 큰 공장 등의 토큰 버스 LAN 구축에 주로 사용되어 진다. 각 노드마다 트랜시버를 설치하여 전송선의 특성 임피던스 매칭으로 반사파를 최소화시켜야 한다.

 

일반적으로 동축케이블은 관 모양(Tube 모양) 내부에 구리선을 두어 신호를 전파하고 이를 둘러싼 차폐막이 외부신호의 유입 또는 내부 신호의 유출을 방지하는 기능을 한다. 동축케이블은 고주파 특성이 좋으며, LAN에서는 특성 Impedance가 50Ω인 RG-58 케이블이 사용된다.

10Base5 동축케이블의 연결 구조

 

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◆ 10 BASE 2

상대적으로 얇은 동축케이블이므로 thin cable 이라고 하며, 베이스밴드 방식으로서 10 Mbps의 전송속도로 별도의 연동 장비 없이 최대 200m 까지 연장 가능하다. 특히, 10 BASE 2 케이블은 설치가 용이하고 비용이 저렴하여 전통적인 버스 형태의 이더넷(Legacy LAN)에 사용되어 왔으나, 케이블의 안정성이 떨어지고 전송매체의 단절 시 전체 네트워크가 동작할 수 없다는 문제점 때문에 다음에 서술될 꼬임선 케이블에 그 위치를 빼앗기고 있다.

Thin Cable의 연결 구조

 

(2) 꼬임선 케이블(Twisted Pair)

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두 가닥씩 꼬아놓은 꼬임선은 차폐망(shield)의 유무에 따라 UTP(Unshielded Twisted Pair) 와 STP (Shielded Twisted Pair) 두 종류가 있다. UTP는 차폐막이 없으므로 잡음에 약하나 굵기가 가늘고 값이 싸므로 많이 사용되고, IEEE 802.3의 10BaseT가 UTP를 사용한 표준이다. 10BaseT의 T는 Twisted Pair의 머리글자 'T'이다. 반면, STP는 IBM의 Token Ring에 주로 사용되는데 차폐막이 있으므로 내잡음성이 좋다.

UTP 케이블의 단면도

 

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꼬임선은 특정한 에러 범위 안에서의 전송능력에 따라 다음과 같은 범주로 구분된다. (EIA/TIA 568 : 실내용 케이블에 대한 기준)

구 분	통과대역	거 리	용도
Category 1	특별한 제한 없음	100m	전화선
Category 2	~ 1MHz	100m	저속의 데이터 통신용
Category 3	~ 16MHz	100m	이더넷(10BASE-T) 고속 이더넷(100BASE-T2/T4) 100VG-AnyLan 토큰링(4Mbps)
Category 4	~ 20MHz	100m	토큰링(16Mbps) ATM(25Mbps)
Category 5	~ 100MHz	100m	고속이더넷(100Base-TX) ATM(156Mbps) CDDI
Category 5e	~ 100MHz	100m	기가비트 이더넷(1000BASE-T)
Category 6	~ 250MHz	100m	ATM(622Mbps) ATM(1.2Gbps)

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(3) 광케이블(Optical Fiber Cable)

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광케이블은 레이저광을 이용하는 유리섬유 케이블로써 빛을 통해 신호를 전달하므로 외부의 전자기적 간섭에 전혀 영향을 받지 않아 신뢰성이 대단히 높고 먼 거리까지 신호를 보낼 수 있으며, 높은 속도의 통신이 가능하다. 때문에 고압선 근처를 통과하거나, 비교적 먼 거리에서의 통신 또는 대용량의 정보를 전송할 때 주로 쓰인다. 그러나 케이블 및 관련 장비의 가격이 비싸고, 설치비용이 많이 들며, 증설이 어려운 단점이 있다.

광섬유의 구조

광섬유는 빛이 전송되는 부분인 코어(Core), 빛이 광섬유 밖으로 새어 나가지 못하도록 하는 클래드(Clad) 및 광섬유를 보호하기 위한 코팅(Coating)으로 구성된다. 광섬유는 도파관에 실리는 빛의 모드에 따라 다중모드(Multi-Mode) 광섬유, 단일모드(Single-Mode) 광섬유로 분류할 수 있다.

 

빛은 광섬유내에서 경계면에서의 전반사를 통해서 이동해 나가는데 만일 다중모드(파장이 다른 여러개의 빛)의 빛이 경계면에서 반사되는 경우에는 반사각도가 다르므로 전송 경로의 차가 발생하게된다. 이것은 거리에 따라 증가되며 결과적으로는 신호간의 간섭이 발생되어 신호의 세기를 줄이는 요인이 된다.

 

이에 반해 단일모드 광섬유는 전송 경로차 발생이 없으므로 고속 및 장거리 전송에 바람직하다.